Il simulatore della NASA aiuta a far luce sui misteri del sistema solare – Eurasia Review

Anche nel nostro cortile cosmico, il Sistema Solare, molte domande rimangono aperte. Su Venere sono presenti formazioni simili ai vulcani, ma non si sa se siano attive. La superficie di Marte suggerisce che una volta esistesse un vasto oceano, ma non è chiaro come sia scomparso. D’altra parte, le recenti rilevazioni di composti chimici che potrebbero indicare la presenza di attività biologica su Marte e Venere, le cosiddette biosignature, mantengono viva la ricerca della vita al di fuori della Terra. Le risposte possono risiedere nell’analisi della luce che ci raggiunge da questi pianeti, attraverso le “impronte digitali” che le molecole lasciano nello spettro di quella luce.

Nello studio ora pubblicato nel Atmosfera rivista scientifica, i ricercatori dell’Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (Facoltà di Scienze dell’Università di Lisbona, Portogallo) hanno confrontato le simulazioni ottenute con il Planetary Spectrum Generator (PSG), un simulatore di spettro planetario, con le osservazioni della luce infrarossa dei pianeti Venere, Marte e Giove.

Utilizzando il PSG, sviluppato dalla NASA, il team è stato in grado di spiegare i risultati di alcune osservazioni e concludere che questo simulatore è uno strumento efficace per studiare le abbondanze di composti chimici presenti in piccole quantità nelle atmosfere planetarie.

Uno dei composti chimici analizzati, il metano, può provenire sia da attività biologica che da processi geologici. Ecco perché la sua elusiva presenza su Marte, con il rilevamento da parte della navicella spaziale Mars Express e l’assenza di rilevamento da parte della navicella spaziale ExoMars TGO, rimane un mistero.

“Variando i parametri delle nostre simulazioni, siamo stati in grado di spiegare questo rilevamento e non rilevamento del metano su Marte e comprendere le condizioni e i luoghi in cui possono verificarsi. Questo è un passo importante per chiarire l’associazione del metano su Marte con la possibile esistenza della vita”, spiega Pedro Machado (IA & Ciências ULisboa), coautore di questo studio.

Un’altra incognita sul pianeta rosso, di grande interesse anche nel campo scientifico della ricerca della vita fuori dalla Terra, l’astrobiologia, è il destino della maggior parte della sua acqua. L’evidenza suggerisce che questo un tempo scorreva in abbondanza sul pianeta e che gran parte dell’emisfero settentrionale era un tempo un vasto oceano. Oggi Marte è un deserto ghiacciato.

“Conoscere il rapporto tra due varianti dell’idrogeno, l’isotopo deuterio e l’idrogeno semplice, ci aiuta a comprendere l’evoluzione temporale dell’acqua su Marte. Il deuterio è un atomo di idrogeno pesante, il suo nucleo contiene un altro neutrone, quindi l’acqua, H2O, composto da un atomo di deuterio e un atomo di idrogeno, HDO, è più pesante e fuggirà nello spazio con maggiore difficoltà. Il confronto di questo rapporto a livello globale e locale su Marte, possibile con questo studio, ci fornisce preziose informazioni sul destino dell’acqua marziana “, spiega João Dias (IA & Ciências ULisboa), autore principale di questo studio.

Inclusa anche in questo studio, la fosfina può essere prodotta spontaneamente in ambienti ad alta pressione e temperatura in presenza di fosforo e idrogeno, i due elementi chimici che la costituiscono. “Questo è ciò che accade su Giove, con la fosfina una delle responsabili delle bande colorate nell’atmosfera di questo gigante gassoso”, spiega Pedro Machado, “ma su un pianeta roccioso, come la Terra, dove queste condizioni estreme non esistono. “la sua presenza è associata all’attività biologica”.

Così, quando nel 2020 uno studio ha identificato la fosfina nelle nuvole di Venere, la comunità scientifica ha rivolto la sua attenzione a questo pianeta. “Ulteriori studi condotti in altre condizioni hanno mostrato che la fosfina potrebbe non essere presente o essere presente in quantità molto inferiori rispetto a quanto inizialmente identificato, qualcosa che siamo stati anche in grado di riprodurre”, aggiunge Pedro Machado.

Sempre su Venere, “l’anidride solforosa è molto importante per noi per sapere se c’è attività vulcanica. Determinando con precisione l’abbondanza di questo composto a diverse altitudini, come abbiamo dimostrato essere possibile con il PSG, saremo in grado di concludere sulla sua origine “, aggiunge João Dias.

Questo lavoro è di grande importanza per le missioni spaziali in via di sviluppo, come EnVision, Ariel e Mars Express, dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA), in cui IA è coinvolta, raccontandoci i valori attesi per queste componenti chimici e consentendo di ottimizzare gli strumenti che vengono progettati per queste missioni per essere rilevati entro l’intervallo dei valori previsti”, sottolinea Pedro Machado, che è un co-investigatore di queste missioni.

“In particolare, missioni come Ariel, che studierà le atmosfere di pianeti in orbita attorno a stelle diverse dal Sole, esopianeti, traggono grandi benefici da questo tipo di studi sul Sistema Solare, che possono servire da modello per ciò a cui speriamo di poter arrivare vita. osservare al di fuori del Sistema Solare”, aggiunge João Dias.

“Questa dimostrazione dell’efficacia del PSG è molto importante per la comunità scientifica e l’IA è in prima linea in questi studi includendo nel suo team di Sistemi Planetari specialisti sia nello studio delle atmosfere dei pianeti nel Sistema Solare che nel rilevamento e caratterizzazione di esopianeti”, sottolinea Pedro Machado.

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